Ikiliikkujat. Onko mikään mahdotonta? Näitä on yritetty tai ainakin tutkittu

Transkriptio

1 Ikiliikkujat

2 Ikiliikkujat Onko mikään mahdotonta? Näitä on yritetty tai ainakin tutkittu Ikiliikkuja Alkemia: kemiallisin keinoin ja viisasten kiveä käyttäen epäjalot metallit kullaksi (transmutaatio) ja elämän eliksiirillä ikuinen elämä Ympyrän neliöinti Aikamatkailu (Tipler Cylinder) Liikkuminen nopeammin kuin valo etenee tyhjiössä (Alcubierre Warp Drive) Lentävät autot, maakulkuneuvon ja ilma-aluksen yhdistelmä Kylmäfuusio ja muita kyseenalaisia energiakeksintöjä

3 Ikiliikkujat Miksi yrittää mahdotonta? Tieteen mukaan esim. ikiliikkuja on mahdoton, mutta sellaisia on kuitenkin yritetty rakentaa yli sadan vuoden ajan Motivaatioita: Mahdollisuus rajattomaan rikastuminen Kunnianhimo Älyllinen haaste

4 Ikiliikkujat Satojen vuosien historia: Aluksi vain mekaanisia ratkaisuja Vasemmalla piirros luvulla eläneen ranskalaisen muurarin ja arkkitehdin Villard de Honnecourtin muistikirjasta Oikealla sama toimintaperiaate:

5 Ikiliikkujat Satojen vuosien historia: Myöhemmin muun muassa magneetteihin perustuva ratkaisuja Esimerkiksi amerikkalaisen Howard Johnsonin vuonna 1979 patentoima kestomagneettimoottori (US )

6 Energia Mitä se on? Tieteellinen määritelmä: energia = kyky tehdä työtä Ilman energiaa mitään ei tapahdu, ei elämää eikä liikettä Energia voi esiintyä monessa muodossa: sähköenergia (paras kaikista), lämpö (huonoin kaikista), liike-energia, potentiaalienergia, kemiallinen energia, säteilyenergia jne. jne. Voidaan muuttaa muodosta toiseen Aine voi muuttua energiaksi ja energia aineeksi: E = m c 2 Missä tahansa prosessissa osa energiasta muuttuu aina lämmöksi

7 Energia Kyseenalaisia energian muotoja: Aika-ajoin on esitelty uusia ja vallankumouksellisia energian muotoja, mutta valitettavasti mikään niistä ei toistaiseksi ole toiminut väitetyllä tavalla eikä ole aiheuttanut vallankumousta energiatekniikassa Muutamia esimerkkejä: Ikiliikkuja: energiaa tyhjästä Kylmäfuusio Nollapiste-energia (Zero Point Energy) eli tyhjiöenergia Utele-teoria

8 Utele-teoria: oikeammin Utele-huijaus Energia UTELE = Universal Theory of the Energies in Life on Earth Jorma Saarnin kehittämä näennäistieteellinen kosmologinen teoria Täysin uudenlainen tapa tuottaa halpaa energiaa Utele yhdistää suhteellisuusteorian kvanttimekaniikkaan ja ratkaisee lisäksi ilmastonmuutoksen aiheuttamat ongelmat Vuonna 2002 Saarni julkaisi kirjan Elämme mustassa aukossa, jossa Saarni väitti että Aurinko on Linnunradan keskellä ja että tähdet ovat luonteeltaan täysin erilaisia kuin Aurinko Auringon valo on "gravitaatiovaloa", tähtien valo taas "energiavaloa"

9 Energia Vedätyksiä: Ikilikkujiin ja energiatekniikkaan liittyy paljon huijauksia ja talousrikoksia Satumaisia rikkauksia lupaamalla keksijä houkuttelee tietämättömät mutta ahneet ihmiset investoimaan laitteeseensa Amerikkalaisen John W. Keelyn ikiliikkuja houkutteli vuoden 1872 tienoilla lukuisia taviksia investoimaan yhteensä 5 miljoonaa dollaria

10 Termodynamiikka Mitä se on? Fysiikan osa-alue, joka kuvaa energian siirtoa ( dynamiikkaa ) systeemin sisällä tai systeemien kesken Liittyy läheisesti tilastolliseen mekaniikkaan, joka tutkii todennäköisyysteorian avulla mekaanisten systeemien keskimääräistä käyttäytymistä Klassinen termodynamiikka kehitettiin 1800-luvulla höyrykoneisiin liittyen Aluksi tarkasteltiin lämpöenergiaan liittyviä ilmiöitä makroskoppisella tasolla Ryhdyttiin pian soveltamaan myös kemiallisiin prosesseihin Ensimmäinen oppikirja aiheesta julkaistiin vuonna 1859 (William Rankine)

11 Termodynamiikka Termodynaaminen systeemi: Termodynamiikan pääkäsite Osa, jonka todellinen tai kuviteltu raja erottaa ympäristöstä Systeemiä tarkastellaan aina ulkopuolelta

12 Termodynamiikka Systeemien perustyypit: Jaottelu sen mukaan, voiko rajan läpi siirtyä ainetta tai energiaa

13 Termodynamiikka Termodynamiikan pääsäännöt: Ilmaisevat lyhyesti mutta ytimekkäästi termodynaamisissa systeemeissä vaikuttavat luonnonlait Neljä pääsääntöä, numeroitu nollasta kolmeen Luonteeltaan aksiomaattisia, ts. niitä ei perustella eikä selitetä, vaan ovat kaiken epäilyksen ylä- tai ulkopuolella Siis eräänlaisia uskonkappaleita Ikiliikkujien kannalta tärkeitä ovat ensimmäinen ja toinen pääsääntö Kahdenlaisia ikiliikkujia, kumpikin valitettavasti yhtä mahdottomia

14 Termodynamiikka Termodynamiikan pääsäännöt: Ensimmäinen pääsääntö eli energian säilymislaki sanoo että energiaa ei voi luoda eikä hävittää, vaan ainoastaan muuttaa muodosta toiseen Ns. ensimmäisen lajin ikiliikkuja toimii ensimmäisen pääsäännön vastaisesti Toinen pääsääntö sanoo että eristetyn systeemin kokonaisentropia kasvaa vääjäämättä; esim. lämpötilaerot tasaantuvat Entropia voi kuitenkin hetkellisesti ja tilapäisesti myös pienentyä Ns. toisen lajin ikiliikkuja toimii toisen pääsäännön vastaisesti

15 Maxwellin demoni: Termodynamiikka Ajatuskoe, jonka esitti kuuluisa fyysikko James Clerk Maxwell vuonna 1867 Demoni päästää vain kuumat eli suuren liike-energian omaavat molekyylit läpi väliseinän aukosta, jolloin järjestys paranee ja entropia pienenee

16 Termodynamiikka Entropia: Ilmaisee järjestyksen määrän systeemissä Suuri entropia vähän järjestystä Entropia kasvaa kaikki ajautuu kohti kaaosta ja kaikki rappeutuu aivan itsestään ja spontaanisti Käyttökelpoisen energian ja informaation määrä vähenee koko ajan Maailmankaikkeuden lämpökuolema: idean esitti vuonna 1851 William Thomson (paremmin tunnettu nimellä Lordi Kelvin)

17 Termodynamiikka Maailmankaikkeuden lämpökuolema: viisi ajanjaksoa alusta loppuun Aluksi oli alkuräjähdys ja sitä seurannut alkuaika, jolloin tähtiä ei vielä ollut. Ensimmäiset tähdet syttyivät 155 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Elämme parhaillaan kehittymisen aikaa, jossa maailmankaikkeus on täynnä eri kehitysvaiheissa olevia tähtiä ja galakseja. Maailmankaikkeudella ikää noin 14 triljoonaa vuotta. Seuraavaksi tulee harventumisen aika, jolloin tähdistä on jäljellä enää valkoisia kääpiöitä, neutronitähtiä ja mustia aukkoja, kun ne ovat kuluttaneet kaiken vetynsä

18 Termodynamiikka Maailmankaikkeuden lämpökuolema: viisi ajanjaksoa Harventumisen jälkeen tulee mustien aukkojen aika, jossa valkoiset kääpiöt, neutronitähdet ja muut kohteet ovat tuhoutuneet protonien hajoamisen takia Viimeisenä on pimeä aika, jolloin jäljelle on jäänyt vain fotonien ja leptonien (esim. elektronit ja neutrinot) muodostamaa harvaa kaasua, joka jäähtyy hitaasti kohti absoluuttista nollapistettä Maailmankaikkeus on silloin saavuttanut termisen tasapainon eikä energiaa tai elämää enää ole. Maailmankaikkeus on vanha ja väsynyt, ikää vähintään vuotta Maailmankaikkeuden kehitykselle ja päättymiselle on esitetty monia muitakin skenaarioita